Презентация на тему: МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ автономное ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКИЙ
“ Оптимальное проектирование композитного карданного вала ”
Карданный вал
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
Основные требования к валу
Основные требования к валу
Задача оптимального проектирования
Задача оптимального проектирования
Потеря устойчивости композитной трубы при кручении
Пример выбора угла намотки по одному из критериев
Параметров проектирования – 4, 2 угла, две толщины У и С. Требований (уравнений) – 3 – по динамической устойчивости, по прочности, по устойчивости формы.
Постановка задачи оптимального проектирования
Парето-оптимизация. Множество неулучшаемых решений
Композитные баллоны для сжатых газов
С6.1.1. Эффективность композитных баллонов для газового топлива
Применение волокнистых композитов в сосудах давления
Преимущества и недостатки композитных баллонов по сравнению со стальными аналогами
Изготовление армированных баллонов
Намотка
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
Методы расчета НДС
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
Расчетные случаи МКЭ
Нитяная модель для расчета сосудов давления
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
Упругие элементы из стеклопластика: торсион, листовые пружины, рессора
Подтемы :
Торсион. Принцип работы
С6.3.1. Торсион
Торсион из стеклопластика
Требования при проектном расчете
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
Характеристики стали и стеклопластика
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
6.1.2. Упругие элементы из волокнистых композитов
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
Шест для прыжков и другие приложения композитов в спорте
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
С6.3.2. Бампер – упругий поглотитель энергии
Волнистые пружины
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
Преимущества композитных пружин по сравнению со стальными аналогами
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
Ленточная пружина с постоянными размерами сечения
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
Вывод
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
Биомеханика Правило Леонардо
Правило Леонардо Равнопрочное ветвление
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
Упругие элементы из стеклопластика
Правило Леонардо да Винчи
Ветвление на N частей
Задача о ветвлении дерева
Прогиб разветвлённой структуры
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
Пять способов повышения долговечности рессоры
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
Разориентация волокон в стволе дерева
Проектирование композитных конструкций с криволинейными траекториями укладки волокон
Траектории волокон в балке констэра
Траектории волокон
Модели укладки волокон
Модели укладки волокон
Модели укладки волокон
Критерии прочности
Результаты
Сравнение с МКЭ
С6.3.3. Оценки упруго-прочностных свойств трехслойных панелей с сотовым заполнителем
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
Заключение
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
1/85
Средняя оценка: 4.6/5 (всего оценок: 35)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (36385 Кб)
1

Первый слайд презентации: МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ автономное ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра «Динамика, прочность машин и сопротивление материалов»

Оптимальное армирование труб Этюд о трёх трубах» Проектирование композитного карданного вала, торсиона, баллона для сжатого газа Дисциплина «Механика композиционных материалов» Лектор: д.т.н., профессор Полилов А.Н. Москва, 2021

Изображение слайда
2

Слайд 2: Оптимальное проектирование композитного карданного вала ”

Изображение слайда
3

Слайд 3: Карданный вал

Преимущества композитных валов перед стальными : Выше коррозионная стойкость ; Высокие прочностные характеристики при малом весе ; Выше критическая скорость вращения, пониженный риск возникновения вибрации. Конструкция композитного вала: Соединительная муфта из композита, армированного угле и/или стекло волокном. Композитный гибкий элемент для компенсации вибрации и несоосности валов электродвигателя и редуктора. Посадочные муфты для закрепления на валах редуктора / электродвигателя. Приводной вал служит для передачи крутящего момента в системах.

Изображение слайда
4

Слайд 4

Применение карданных валов из КМ Карбоновые ( углепластиковые ) приводные валы применяются для самого широкого спектра задач в различных отраслях промышленности: авиастроении, автомобилестроении, судостроении, производстве оборудования для ЦБП, альтернативной энергетике ( ветрогенераторы ), изготовлении оборудования для текстильной промышленности, для привода вентиляторов градирен. Везде, где важны малый вес и момент инерции вкупе с высокой жесткостью, коррозионной стойкостью и работой на высоких скоростях.

Изображение слайда
5

Слайд 5

Карданный вал автомобиля Общий вид композитного карданного вала без промежуточной опоры В быстро вращающихся валах (карданный вал автомобиля) за счет высокого отношения продольного модуля упругости углепластика ( Carbon FRP = 180 ГПа) к плотности (1,5 х 103 кг/м3) можно увеличить длину трубы карданной передачи без использования промежуточной опоры по сравнению со стальной трубой в 1,5 раза при заданных частоте вращения и внешнем диаметре вала. Это основное преимущество углепластика, наилучший угол армирования равен нулю, то есть предпочтительно продольное армирование.

Изображение слайда
6

Слайд 6: Основные требования к валу

1) Условие динамической устойчивости: 2) Условие прочности : 3) Условие устойчивости формы тонкостенной трубы при кручении : L d/2 D/2 Для высокомодульных волокнистых композитов при повороте с.к. : - допустимое число оборотов по Рэлею-Ритцу критический крутящий момент Оптимальные углы намотки: Из 1) Из 2) Из 3)

Изображение слайда
7

Слайд 7: Основные требования к валу

По методу Рэлея–Ритца: Материал E, ГПа Сталь 210 7.8 Углепластик 180 1.5 М ожно увеличить длину L трубы карданной передачи без использования промежуточной опоры по сравнению со стальной трубой в 1,5 раза при заданных частоте вращения и внешнем диаметре вала.

Изображение слайда
8

Слайд 8: Задача оптимального проектирования

Параметры проектирования : Целевая функция: Ограничения: 1) условие динамич. устойчивости ; 2) условие прочности. «У» – углепластик - дорогой, но = > выполняется критерий динамич. устойчивости 1). « C » – стеклопластик - дешёвый, обеспечивает условие прочности 2). Выбор параметров : обеспечение продольной жесткости ; - обеспечение мах прочности при кручении ;

Изображение слайда
9

Слайд 9: Задача оптимального проектирования

Из условия прочности: Из условия динамической у стойчивости: Принимая линейное правило смеси (схема Фойгта ): Система уравнений примет вид: Введём обозначения: т. е. для заданных собственной частоте и критическому крутящему моменту можно найти необходимые толщины слоев стеклопластика и углепластика для выбранных углов намотки

Изображение слайда
10

Слайд 10: Потеря устойчивости композитной трубы при кручении

Форма потери устойчивости тонкостенной трубы при кручении 1. Для длинных оболочек 2. Для трубы конечных размеров

Изображение слайда
11

Слайд 11: Пример выбора угла намотки по одному из критериев

Принимая допущение, что для высокомодульных волокнистых композитов при повороте системы координат можно ограничиться лишь первым членом в формуле преобразования тензора модулей упругости, получаем: где – модуль упругости однонаправленного композита вдоль волокон. Наибольший критический момент соответствует максимуму произведения и условие равенства нулю производной от этого произведения приводит к простому уравнению откуда

Изображение слайда
12

Слайд 12: Параметров проектирования – 4, 2 угла, две толщины У и С. Требований (уравнений) – 3 – по динамической устойчивости, по прочности, по устойчивости формы. Оптимальный угол: по 1 требованию – 0, по второму 45, по третьему 52 (90) ??! Функция цели, опт.проектирование, нелинейное программирование, метод Канторовича, штрафные ф-и

Изображение слайда
13

Слайд 13: Постановка задачи оптимального проектирования

Иллюстрация ограничений в пространстве параметров проектирования – а и условный вид зависимости функции цели от параметров проектирования – б

Изображение слайда
14

Слайд 14: Парето-оптимизация. Множество неулучшаемых решений

Переход из пространства параметров проектирования в пространство критериев (пространство качеств)

Изображение слайда
15

Слайд 15: Композитные баллоны для сжатых газов

С6.1.1. Эффективность композитных баллонов для газового топлива. С6.1.2. Расчет несущей способности по критериям для пар слоёв. С6.1.3. Рациональное проектирование баллона – нитяная аналогия. С6.1.4. Анализ эффективности многополостных баллонов.

Изображение слайда
16

Слайд 16: С6.1.1. Эффективность композитных баллонов для газового топлива

В ‏ ㅤ авиации: ‏ ㅤ для ‏ ㅤ высоконагруженных ‏ ㅤ деталей ‏ ㅤ самолетов ‏ ㅤ (обшивки, ‏ ㅤ лонжеронов, ‏ ㅤ нервюр, ‏ ㅤ панелей ‏ ㅤ и ‏ ㅤ т. ‏ ㅤ д.) ‏ ㅤ и ‏ ㅤ двигателей ‏ ㅤ (лопаток ‏ ㅤ компрессора ‏ ㅤ и ‏ ㅤ турбины ‏ ㅤ и ‏ ㅤ т. ‏ ㅤ д.). В ‏ ㅤ космической ‏ ㅤ технике: ‏ ㅤ для ‏ ㅤ узлов ‏ ㅤ силовых ‏ ㅤ конструкций ‏ ㅤ аппаратов, ‏ ㅤ подвергающихся ‏ ㅤ нагреву, ‏ ㅤ для ‏ ㅤ элементов ‏ ㅤ жесткости, ‏ ㅤ панелей. В автомобилестроении: ‏ ㅤ для ‏ ㅤ облегчения ‏ ㅤ кузовов, ‏ ㅤ рессор, ‏ ㅤ рам, ‏ ㅤ панелей ‏ ㅤ кузовов, ‏ ㅤ бамперов ‏ ㅤ и ‏ ㅤ т. ‏ ㅤ д. В гражданском машиностроении: для облегчения деталей машин гражданского назначения.

Изображение слайда
17

Слайд 17: Применение волокнистых композитов в сосудах давления

Изображение слайда
18

Слайд 18: Преимущества и недостатки композитных баллонов по сравнению со стальными аналогами

К преимуществам относятся : Значительно меньшая масса (примерно вдвое); Функциональность и комфорт; Прозрачность баллона; Удобное хранение, эксплуатация и транспортировка ; Значительно более длительный срок службы по сравнению со стальными аналогами; Высокая степень безопасности. К недостаткам относятся: Высокая цена.

Изображение слайда
19

Слайд 19: Изготовление армированных баллонов

Сущность метода намотки заключается в намотке волокон 1, пропитанных связующим, на вращающуюся оправку 4. Для того чтобы обеспечить определенную ориентацию жгута волокон на поверхность оправки, скорость перемещения раскладчика наполнителя (в данном случае роль раскладчика выполняют отжимные валики 3 в ванне 2) согласуется со скоростью вращения оправки 4.

Изображение слайда
20

Слайд 20: Намотка

Одним из самых многообещающих методов формования изделий из стеклопластика выступает метод намотки волокном, за счет того, что он создает требуемую структуру наполнителя в фабрикатах в зависимости от их формы и особенностей эксплуатации.

Изображение слайда
21

Слайд 21

После создания КЭ модели накладываются ГУ и нагрузки в виде давления. Нагрузка прикладывается на внутренние стенки бака. Давление = 10МПа (100 Атм)

Изображение слайда
22

Слайд 22

Преимущества намоточного баллона Меньший вес (100кг – стальной стандартный баллон; 30кг – армированные намоточный баллон); Безосколочное разрушение;

Изображение слайда
23

Слайд 23

Анализ эффективности многополостных баллонов Основные этапы аналитического расчета: Расчет массы оболочек; Расчет объёмов полостей между оболочками заданных радиусов; Расчет допустимых давлений (в атм.) в каждой полости; Расчет суммарного объема накопленного газа; Расчет коэффициента эффективности баллона.

Изображение слайда
24

Слайд 24

Пример расчета многополостного баллона

Изображение слайда
25

Слайд 25: Методы расчета НДС

Котельные формулы для расчета осевых и окружных напряжений Для цилиндрического сосуда: Для сферической оболочки: Формулы Ламе для расчета напряжений в толстостенной трубе

Изображение слайда
26

Слайд 26

Р асчет напряжений МКЭ

Изображение слайда
27

Слайд 27: Расчетные случаи МКЭ

Перемещения Коэффициент запаса прочности Коэффициент запаса прочности Эквивалентные напряжения по Мизесу

Изображение слайда
28

Слайд 28: Нитяная модель для расчета сосудов давления

Допущения: Все нагрузки воспринимают только волокна. Во всех волокнах напряжения равны. Существует такой предел напряжения, при котором волокна разрушаются. Напряжения рассчитываются по котельным формулам Оптимальный угол намотки определяется из условия равнопрочности С учетом котельных формул имеем следующее выражение для определения оптимального угла намотки:

Изображение слайда
29

Слайд 29

Критерии прочности для труб. Нитяная аналогия для выбора рационального армирования баллона для сжатого природного газа

Изображение слайда
30

Слайд 30

Данные по прочности стеклопластиковых труб при растяжении (  ) и кручении (  ) в координатах  n - n. Результаты испытаний Зависимость прочности стеклопластиковых труб при растяжении – а и при кручении – б от угла намотки волокон

Изображение слайда
31

Слайд 31

Схема деформирования ромба Схема деформирования элемента косоугольно армированного композита при двухосном растяжении

Изображение слайда
32

Слайд 32

Сложное напряжённое состояние Экспериментальные данные по прочности стеклопластиковых труб с намоткой при комбинации осевого растяжения и внутреннего давления. Уравнение прямой 3:

Изображение слайда
33

Слайд 33: Упругие элементы из стеклопластика: торсион, листовые пружины, рессора

Изображение слайда
34

Слайд 34: Подтемы :

С6.3.1. Торсион. С6.3.2. Бампер – упругий поглотитель энергии. С6.3.3. Оценки упруго-прочностных свойств трехслойных панелей с сотовым заполнителем.

Изображение слайда
35

Слайд 35: Торсион. Принцип работы

Рис. 1. Упругий элемент торсионной подвески с креплениями

Изображение слайда
36

Слайд 36: С6.3.1. Торсион

Стальной цилиндрический торсион, накапливающий упругую энергию при кручении и заменяющий или дополняющий пружины и рессоры, используется конструкциях некоторых автомобилей в качестве упругого элемента подвески. Он удобен тем, что может располагаться вдоль всей длины автомобиля, не требуя дополнительных габаритов для прогибов, в отличие от рессор или пружин. Упругий элемент торсионной подвески с креплениями

Изображение слайда
37

Слайд 37: Торсион из стеклопластика

а ) б ) Общий вид трубчатого торсиона – а и размеры трубы – б

Изображение слайда
38

Слайд 38: Требования при проектном расчете

по заданной жесткости по сохранению прочности при заданном предельном крутящем моменте M0 или при предельном угле закручивания.

Изображение слайда
39

Слайд 39

: (1 ) где G – модуль сдвига; – момент инерции при кручении; D, d – внешний и внутренний диаметры трубы (2) (3)

Изображение слайда
40

Слайд 40: Характеристики стали и стеклопластика

Сталь Стеклопластик Сталь Стеклопластик

Изображение слайда
41

Слайд 41

Оптимальный угол намотки по критерию наименьшей массы

Изображение слайда
42

Слайд 42: 6.1.2. Упругие элементы из волокнистых композитов

Лук – «величайшее изобретение человечества» Спортивный лук и схема натяжения тетивы – а; особенность ускорения стрелы при выпрямлении тетивы – б

Изображение слайда
43

Слайд 43

Способность различных материалов запасать упругую энергию Упругая энергия:

Изображение слайда
44

Слайд 44: Шест для прыжков и другие приложения композитов в спорте

Шест для прыжков из однонаправленного пултрузионного стеклопластика: схема нагружения – а и условная диаграмма деформирования для него – б (1 – сталь, 2 – стеклопластик, 3 – роль предварительного натяжения лука)

Изображение слайда
45

Слайд 45

Бамбук – «природный композит»

Изображение слайда
46

Слайд 46: С6.3.2. Бампер – упругий поглотитель энергии

Схема нагружения бампера – а, и его сечение корытного профиля – б

Изображение слайда
47

Слайд 47: Волнистые пружины

Изображение слайда
48

Слайд 48

Проблема использования металлов в машиностроении Пружина из стали Пружина из композиционного материала M = 3 – 6 кг M = 0,3 - 1,5 кг

Изображение слайда
49

Слайд 49: Преимущества композитных пружин по сравнению со стальными аналогами

Наименьшая масса конструкции; О собенности технологии производства, оно в 3-5 раз менее энергоемко; Нечувствительность к низким температурам. К омпозитные пружины имеют большое преимущество перед обычными стальными при работе в агрессивных средах, благодаря их свойству не поддаваться коррозии они имеют гораздо больший ресурс, нежели стальные.

Изображение слайда
50

Слайд 50

Расчет волнистых композитных пружин из стеклопластика Пружина из профилированных волнистых лент Схема нагружения – а и внешний вид пружины – б из волнистых листов стеклопластика

Изображение слайда
51

Слайд 51: Ленточная пружина с постоянными размерами сечения

Изображение слайда
52

Слайд 52

Теорема Кастильяно Момент на участке полукольца Момент инерции прямоугольного сечения Энергия упругой деформации Величина прогиба в общем виде , где Толщина ленты из условия податливости Условие прочности при заданной жесткости Масса полукольца

Изображение слайда
53

Слайд 53

Масса автомобиля Сила тяжести Нагрузка на пружину P = 3 675 Н Жесткость Количество лент Радиус полукольца Предел прочности стеклопластика Модуль упругости стеклопластика : Плотность стеклопластика: Из имеющихся условий рассчитываем габариты ленточной пружины ; Коэффициент запаса прочности

Изображение слайда
54

Слайд 54

Моделирование полукольца, задание граничных условий 1) 2) 3) 4)

Изображение слайда
55

Слайд 55

Результаты симуляции

Изображение слайда
56

Слайд 56: Вывод

При выполнении всех требований может быть достигнуто снижение масс Торсиона в 13 раз Волнистой пружины в 5 раз

Изображение слайда
57

Слайд 57

4.4.2. Композитные пружины Нелинейное изменение податливости (а) кассетной кольцевой подвески (б) по мере выбора различных зазоров разрезных колец при сжатии Кассетно-кольцевая подвеска в виде набора разрезных или сплошных стеклопластиковых колец Схема нагружения для расчета податливости полукольца – а, разрезного – б и сплошного кольца – в

Изображение слайда
58

Слайд 58: Биомеханика Правило Леонардо

В наставники себе избрал Природу – мудрейшую из всех учителей «Совокупная толщина всех ветвей кроны дерева на любой высоте равна толщине ствола»

Изображение слайда
59

Слайд 59: Правило Леонардо Равнопрочное ветвление

Leonardo’s rule, self-similarity and wind-induced stresses in trees Christophe Eloy 1,93 < < 2,21

Изображение слайда
60

Слайд 60

4.4.1. Ветвящиеся равнопрочные структуры

Изображение слайда
61

Слайд 61: Упругие элементы из стеклопластика

1. о ветвлении и балке констэра 61 Упругие элементы из стеклопластика

Изображение слайда
62

Слайд 62: Правило Леонардо да Винчи

Сумма квадратов диаметров ветвей постоянна до и после ветвления, и поэтому суммарная площадь сечения ветвей дерева одинакова на любом уровне и равна площади ствола. В природе: 62

Изображение слайда
63

Слайд 63: Ветвление на N частей

1) Сохранение площади 2) Равнонапряженность до и после ветвления, в т. A и B : 63

Изображение слайда
64

Слайд 64: Задача о ветвлении дерева

64

Изображение слайда
65

Слайд 65: Прогиб разветвлённой структуры

65

Изображение слайда
66

Слайд 66

66

Изображение слайда
67

Слайд 67

67 по жесткости Особенности расчета на прочность при заданной жесткости Основные требования ТЗ для упругих элементов по прочности Размеры корневого сечения

Изображение слайда
68

Слайд 68: Пять способов повышения долговечности рессоры

68 Увеличить число листов n Увеличить ширину w Увеличить длину L ! Увеличить коэффициент формы по прогибу δ Снизить модуль упругости Е (стеклопластик) при сохранении прочности За счет низкого модуля напряжения в рессоре из стеклопластика снижаются втрое, т.е. растет долговечность по пробегу (500 тыс. км)

Изображение слайда
69

Слайд 69

Изменение размеров поперечного сечения балки 69 Условие равнопрочности Условие постоянства площади поперечного сечения

Изображение слайда
70

Слайд 70

Форма балки констэры 70

Изображение слайда
71

Слайд 71

2. о разориентации волокон в стволе и в профилированной балке 71

Изображение слайда
72

Слайд 72: Разориентация волокон в стволе дерева

За L= 10 м волокна совершают полный оборот. Примерно 36 град. на 1 м. При диаметре ствола 30 см угол разориентации составляет 72

Изображение слайда
73

Слайд 73: Проектирование композитных конструкций с криволинейными траекториями укладки волокон

73

Изображение слайда
74

Слайд 74: Траектории волокон в балке констэра

74

Изображение слайда
75

Слайд 75: Траектории волокон

75

Изображение слайда
76

Слайд 76: Модели укладки волокон

Модель 1 76

Изображение слайда
77

Слайд 77: Модели укладки волокон

Модель 2 77

Изображение слайда
78

Слайд 78: Модели укладки волокон

Модель 3 78

Изображение слайда
79

Слайд 79: Критерии прочности

2. Критерий, учитывающий направленный характер разрушения Условие разрыва волокон Условие разрушения матрицы Функция изменения Высота для следующей итерации 79

Изображение слайда
80

Слайд 80: Результаты

80

Изображение слайда
81

Слайд 81: Сравнение с МКЭ

Сравнение перемещений Сравнение напряжений 81

Изображение слайда
82

Слайд 82: С6.3.3. Оценки упруго-прочностных свойств трехслойных панелей с сотовым заполнителем

Схема трехслойной панели: е – расстояние от середины среднего слоя до нейтральной оси (в сторону слоя 2)

Изображение слайда
83

Слайд 83

Схема сэндвичевой панели с сотовым или пенополиуретановым заполнителем Эффективный модуль упругости при растяжении трехслойной панели

Изображение слайда
84

Слайд 84: Заключение

Предлагаем студентам просмотреть дополнительные материалы, размещенные в LMS Политеха ( https://lms.mospolytech.ru )

Изображение слайда
85

Последний слайд презентации: МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

Изображение слайда